ZnSe-ZnS核殼量子點制備與SiO2包覆的研究.pdf

1、隨著熒光顯微成像技術(shù)的出現(xiàn),生物材料的標(biāo)記技術(shù)成為影響臨床檢測靈敏度的關(guān)鍵技術(shù)之一,而具有獨特光學(xué)性能的半導(dǎo)體量子點(Quantum dots,QDs),作為熒光探針,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到廣泛的研究與應(yīng)用。與傳統(tǒng)有機染料相比,量子點具有激發(fā)光譜寬、發(fā)射光譜窄且對稱、斯托克斯位移較大、光穩(wěn)定性好等優(yōu)點。目前常用的是含Cd的量子點(CAS、CdTe、CdSe),但這些量子點的生物毒性問題使其應(yīng)用受到許多限制。但是,寬帶隙ZnSe量子點能夠很好

2、的解決Cd類量子點的生物毒性問題,但其發(fā)光效率不高。因此,本課題研究的主要內(nèi)容就是通過在ZnSe量子點表面外延生長一定厚度的ZnS殼層,從而提高ZnSe量子點的發(fā)光效率。然后,采用改良的St(o)ber法將量子點包埋在Si02納米顆粒中,合成ZnSe/ZnS@SiO2復(fù)合納米顆粒,為今后ZnSe量子點與抗原抗體連接,應(yīng)用于免疫學(xué)檢測做好準(zhǔn)備。
　　 本文首先采用外延生長法在低于ZnS晶體成核溫度(120℃)的條件下,通過在ZnS

3、e量子點表面生長ZnS,制備出結(jié)晶良好的ZnSe/ZnS核殼型量子點。通過X射線衍射分析(X-ray diffraction,XRD),透射電鏡分析(Transimission ElectronMicroscopy,TEM)證實了核殼結(jié)構(gòu)的生成。通過熒光光譜和紫外-可見光吸收光譜分析證明,核殼結(jié)構(gòu)的形成改善了ZnSe量子點的熒光特性。考察了改變硫源的種類,反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、反應(yīng)物的用量、pH值等實驗參數(shù),對ZnSe/ZnS核殼型量子點

4、熒光性能的影響。結(jié)果表明,在低溫(100℃)下,采用FeS提供硫離子,反應(yīng)物摩爾比Se2+:S2-=1:3,pH值為8.5,回流時間為1h,合成的ZnSe/ZnS量子點熒光性能最優(yōu),并且具有良好的水溶性,可以分散在蒸餾水中形成穩(wěn)定、澄清的溶液。在紫外燈的照射下,溶液呈現(xiàn)明亮的藍綠色熒光。為了得到包覆有SiO2層的復(fù)合納米顆粒,在合成ZnSe/ZnS量子點的基礎(chǔ)上,首先引入巰丙基三甲氧基硅烷(3-mereaptopropyltrimeth

5、oxysilane,MPS),使其部分取代量子點表面的巰基乙酸(Thioglycollic Acid,TGA),從而最大程度保持ZnSe/ZnS量子點在水溶液中的熒光性能。隨后采用改良的st(o)ber法,通過正硅酸乙酯(TetraethylOrthosilicate,TEOS)的水解,在量子點表面生成無定形態(tài)的SiO2層。分析了量子點溶液加入MPS、乙醇混合溶液后的反應(yīng)時間,MPS與QDs的摩爾比,反應(yīng)溶液的pH值,TEOS的濃度,T

6、EOS的水解時間等工藝參數(shù)對復(fù)合納米顆粒熒光性能及形態(tài)的影響。利用X射線衍射分析(XRD),透射電鏡分析(TEM)及紅外光譜分析儀(IR)等測試手段對產(chǎn)物進行測試,分析了復(fù)合納米顆粒的組成與結(jié)構(gòu);利用熒光光譜和紫外-可見光吸收光譜分析考察包覆反應(yīng)前后產(chǎn)物的熒光性能。試驗結(jié)果表明,MPS的加入很大程度上保持了量子點的熒光性能;而且MPS與QDs的摩爾比對復(fù)合納米顆粒中包含的量子點的數(shù)目具有很大的影響,通過調(diào)節(jié)MPS與QDs的摩爾比,可以得